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张雪晴等:游戏引擎或成元宇宙数字内容核心生产工具

2022-05-18 18:03:27 中新经纬

  中新经纬5月18日电 题:游戏引擎或成元宇宙数字内容核心生产工具

  作者 张雪晴 中金公司研究部传媒行业首席分析师

  王之昊 中金公司研究部分析师

  游戏引擎是模块化、可复用的游戏创作工具,驱动虚拟世界运行。历经30余年的发展,游戏引擎在游戏用户与游戏开发主体的多元化趋势推动下步入成熟期,演绎出多元商业模式,实现跨行业场景应用。游戏引擎有望成为元宇宙数字内容的核心生产工具、技术基础之一。

  游戏引擎跨行业的三级应用场景

  游戏引擎的跨行业落地可以从数字孪生、数字伴生和数字原生三个场景观察。

  第一是数字孪生。数字孪生(Digital twin)是现实世界的数字化,从“形”(外形)到“理”(规则)对现实世界进行映射。国家工信部及发改委围绕数字孪生发布了一系列政策,助力数字孪生加速落地。游戏引擎以仿真和模拟技术对现实世界的外在形态和内在规则进行数字化,在数字孪生建模、行为与交互三个层次中均有应用。

  以身份要素及形象的数字孪生为例,来说明游戏引擎在数字建模方面的相关应用。数字人技术创造虚拟世界化身,是元宇宙的身份基础。化身(Avatar)是现实用户的虚拟形象,使用户在虚拟场景中具备独特性与代入感,有望成为元宇宙中用户的身份标识与数字指纹。虚拟化身起源于游戏的“捏脸”系统,使用户简便地制作出独一无二的游戏形象。游戏引擎的数字人技术区别于以往的游戏“捏脸”系统,将从制作和外形两方面,推动创建虚拟世界化身,构建元宇宙的身份基础。

  第二是数字伴生。对于B端应用,元宇宙赋能产业转型的第二阶段是“元宇宙融合”,也即数字伴生。一方面,引擎将助力逐步提升部分内容的虚实融合程度,实现虚实“相依相伴”之感。另一方面,推动仿真映射以实现对现实世界的问题解决。从发展逻辑上看,引擎将首先通过建立数字孪生模型帮助各产业更好地将现实世界的问题映射至虚拟数字化世界进行试验,实现对现实世界中各类模型的优化,在虚拟世界中解决现实问题,再将试行方案传输回现实世界进行落地。

  在内容延展与融合上,引擎在技术端推动虚实融合,提升画面的制作效率与质量。实时渲染技术用于虚拟制片,虚拟制片是一种影视摄制方法,指拍摄时虚拟场景在引擎驱动下实时呈现并变化,与真实演员、真实场景融为一体而无需进行后期合成的制片技术,当前已应用于多类虚拟场景的打造与呈现中。在虚拟制片中,游戏引擎通过实时渲染技术为导演和制作人员提供即时预览的最终融合效果。相比于传统绿幕拍摄方式,游戏引擎应用于虚拟制片或将提高虚实融合的效率与质量,并将丰富虚拟世界的场景内容。

  在解决方案的供给上,引擎推动模拟仿真,搭建试验平台为现实世界运行效率提供优化方案。模拟物理规律用于搭建仿真试验平台,优化现实世界运行效率。以汽车自动驾驶为例,采用真实路测来优化自动驾驶算法耗时和成本高、受相关法规限制,且难以复现极端天气与复杂驾驶场景。基于游戏引擎开发的自动驾驶仿真平台目前已广泛应用。游戏引擎的物理及动作模块能够对现实世界的物理规律进行模拟和仿真,通过在虚拟环境中进行模拟测验,或将有效降低试验成本且避免安全隐患,最终提高现实世界中物理模型的运行效率,将在自动驾驶、工业产线、智能运维、模拟训练等应用场景中发挥价值。

  第三是数字原生。游戏引擎提升虚拟内容创作效率,丰富虚拟内容供应。虚拟内容创作涉及环节多、渲染耗时长、沟通协作不顺畅,成为虚拟内容供应的瓶颈。以Unity和Unreal Engie为代表的游戏引擎以渲染技术、多终端适配及云端化技术,改进虚拟内容创作流程,或使创作各方的多终端、云端化协同成为可能,提升创作效率并丰富虚拟世界的内容供应。

  游戏引擎的渲染效果的逼真度和时效性增强、编辑器易用性与插件完善,共同驱动非线性编辑工具进入动画制作行业,提升动画制作效率。以Maya为例的传统动画制作工具采用串联式流程,某一单独环节的卡壳将影响到整个流程的推进;而Unreal Engine提供非线性编辑工具,不同环节的创作者可以同时编辑整个序列。游戏引擎实时渲染并合成画面,无需对画面进行预渲染,有效降低动画制作时长。2016年日本动画公司Marza以Unity打造动画短片《The Gift》,制作时间缩短约25%。

  游戏引擎的多终端适配及云端化用于设计行业,使项目周期各阶段的参与者随时可查看项目进程,并且实时呈现调整效果,从而提高沟通与反馈效率,实现内容创作可协同。

  当现代企业主不断延展业务,在现实主营业务之外逐步于元宇宙数字世界中进行业务运营,较大规模的线上虚拟化要素需要引擎技术支撑以进行更好的模拟、创作。例如,消费品厂商在元宇宙世界中进行商品销售所需的商品细节建模等,营销公司协助广告主进行元宇宙内广告宣传所需要的营销场景搭建,地产企业在元宇宙搭建数字化住宅小区所需要的建筑景观生产等。我们认为,随着游戏引擎的跨行业应用逐步成熟,将有望协助各产业建设完善其从现实世界向元宇宙数字世界转移、延展。

  游戏引擎赛道发展面临的核心挑战

  国内引擎赛道发展路径与海外存在一定差异,当前仍处于成长期,相关技术迭代、应用落地及人才培养等均为该产业发展的核心挑战。

  第一,技术仍需创新与迭代。商用引擎方面,国产引擎如Cocos等从轻度游戏市场切入,以开源、免费和轻量化来吸引用户。但引擎的受众面拓宽仍需技术方面的持续创新与迭代。与海外Unity、Unreal Engine相比,国内商用引擎赛道具备较大技术升级空间。头部游戏厂商则发力自研引擎,但引擎产品化受限,导致中腰部厂商引擎研发动力不足。游戏引擎发展依赖于技术工具进展,若建模渲染、动作捕捉、人工智能等关键技术未能得到进一步迭代升级,导致生产成本处于较高水平、品质和功能受限、使用场景受限等,将影响游戏引擎技术的发展。

  第二,全场景应用落地尚待时日。首先,技术成熟度仍有提升空间;其次,游戏引擎跨行业应用需要与各行业特性进行更好的磨合、融合以更精准地对不同行业向延展元宇宙数字世界延展提供帮助;再次,引擎使用准入门槛须有更好的调整,以供跨行业普通创作者、生产者通过简单操作实现相对高阶的效果,使其能够有更广泛的使用。

  第三,还需人才培养与激励。引擎技术高度依赖优质人才。从培养体系上看,海外引擎厂商Unity开设Unity大学以及Unity中文课堂两大板块,国内引擎厂商Cocos等则尝试在厦门大学等高校推出引擎课程。从激励机制上看,引擎技术受开发语言等影响本身具备一定特殊性及人才专有性,若厂商对人才激励不足或相关人才对引擎的偏好度下降,则存在行业人才流失风险,或将对引擎技术未来发展产生不利影响。

  (张雪晴 CFA SAC 执业证书编号:S0080517090001 SFC CE Ref:BNC281;王之昊 SAC 执业证书编号:S0080522050001)

  (中新经纬APP)

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责任编辑:张芷菡

(编辑:付健青)
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